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电机的结构与工作原理

作者:宁波仪表电机厂 时间:2011-07-06
        电动车用的各种电机都是旋转式电机,转动的部分叫转子,固定的部分叫定。
        转子和定子之间靠磁场同性相斥、异性相吸的作用力作相对运动。目前,电动车用的电机基本上都是永磁直流电机。按照电机通电形式,永磁直流电机可分为有刷电机和无刷电机两大类,而有刷电机、无刷电机又可以分为有刷有齿电机、有刷无齿电机、无刷有齿电机和无刷无齿电机。
        一般有齿电机转速较高,用于电动车时,需要经过齿轮减速,所以又称为高速电机。无齿电机为输出不经减速的低速电机,但有些转速稍高的低速电机可以经过电机外加减速装置减速,如由链条传动的小牙盘带动大牙盘的传动方式等。这种电机外加减速装置的常用于三轮代步车、电动滑板车等。
        电动车使用的电机一般是轮毂电机,部分电动摩托车使用中电机,轮毂电机又可分为轮毂一体化电机和分体电机,轮毂一化电机是将电机和车圈做成一体的电机,分体电机则是电机和圈可以分开的电机。
        电动车电机的换相器大多为平面状,有刷电机中的炭刷顶在换相器表面,电机转动时将电能通过换向器输送给线圈,炭刷是易磨损件,使用一定时间后应更换,并清理炭粉。有刷电机里面,安装并保持炭刷位置的架子叫刷握,也叫炭刷架,如图3.5所示。换相器具有相互绝缘的条状金属,其每一条分别与线圈相连接,随着电机转动,条状金属表面交替接触电刷的正、负极,实现电机线圈电流方向的正、负交替变化,完成有刷电机的换相。电动车采用的有刷电机的炭刷一般有2个或4个,换相器与线圈有很多组,这样电机旋转时就更平稳,效率更高。圆周内电机线圈数和永磁磁钢数越多,额定转速就越低。
        有刷电机一般只有两根引线,一根正极,一根负极,如果正负极接反会导致电机反转。
        顾名思义无刷电机是没有炭刷的电机,也因此没有与此相配合的换相器。它是由控制器根据转子的位置来给电机的线圈提供不同方向的电流,达到电流方向交替变化的目的。无刷电机又有有位置传感器和无位置传感器之分。无位置传感器的电机,必须先将车蹬起来,电机有一定的转速后,控制器才能根据转子的磁铁切割主相位绕组产生电动势,识别到无刷电机的相位,然后控制器才能对电机供电。由于无位置传感器无刷电机不能零启动,所以现在已很少使用了。目前电动车行业内使用的无刷电机基本上都是有位置传感器的。
        无刷电机无刷电机的位置传感器是指转子位置传感器,普遍采用霍尔元件。霍尔元件和定子绕组是固定不转的,转子是永久磁铁,磁铁经过霍尔元件后,霍尔元件产生一个信号,控制器根据霍尔元件提供的信号改变电机线圈电流的方向。目前电动车行业大多使用有3个霍尔元件的3相无刷电机,其换相是由电子控制的。
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